WO2024256766A1 - Procédé de supervision d'un couple à la roue pour un groupe motopropulseur - Google Patents

Procédé de supervision d'un couple à la roue pour un groupe motopropulseur Download PDF

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WO2024256766A1
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Valentin Cambier
Coralie LA TOUR
Jeremie Buet
Cyrille Bertrand
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Stellantis Auto SAS
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    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Definitions

  • TITLE METHOD FOR MONITORING A WHEEL TORQUE FOR A POWERTRAIN
  • a hybrid powertrain of a motor vehicle may comprise different torque-producing components such as a rotating electric machine and a heat engine associated with a gearbox via a clutch.
  • the software architecture of an engine computer is based on a first functional level N1 implementing algorithms for determining torque levels and a torque distribution between the torque-producing components as well as a second supervision level N2 configured to detect random or systematic errors made at the functional level N1 likely to lead to a dangerous event and to apply a reconfiguration to avoid this risk.
  • the levels N1 and N2 receive at input EE signals from other computers of the vehicle as well as sensor signals.
  • the first functional level N1 comprises a plurality of functional modules MF1-MF8 described in more detail with FIG. 2 and a diagnostic module MD1 capable of reconfiguring or inhibiting a functional module in the event of error detection.
  • the functional modules MF1-MF8 communicate with the computers Ci of the torque-producing members and of the gearbox in order to submit to them in particular torque and/or speed requests.
  • the functional modules MF1-MF8 also send requests to actuators Ai of the powertrain, such as injectors of the thermal engine, a throttle body which manages a quantity of air entering the cylinders, or even a parking brake.
  • the second supervision level N2 comprises a Mint interface module capable of ensuring signal routing from the functional modules MF1-MF8 to supervision modules MS1-MS8 configured to perform diagnostic calculations of the functional modules MF1-MF8.
  • a diagnostic module MD2 manages requests for reconfiguration and/or communication cut-off of the engine computer with a corrective module Mcor according to the diagnostics performed by the supervision modules MS1-MS8.
  • An external diagnostic tool Oext is capable of retrieving the fault codes generated by the MD2 diagnostic module.
  • the first functional level N1 comprises a management module MF1 of the gear lever capable of selectively taking a position R (for “Reverse” in English) corresponding to reverse gear, a position N corresponding to the neutral position, or a position D (for “Drive” in English) corresponding to the forward gear of the vehicle.
  • the management module MF1 therefore receives as input a signal S_lv representative of the position of the gear lever.
  • the functional module MF3 makes it possible to determine the torque limitations of the torque-producing members which will be taken into account later when determining the torque distribution between the torque-producing members.
  • the functional module MF4 makes it possible to determine a torque level desired by the driver depending on a press on the accelerator pedal P_acc.
  • the MF5 functional module makes it possible to distribute torque between the torque-producing components.
  • the MF6 functional module ensures torque smoothing in order to optimize driving pleasure.
  • the ESP (Electronic Stability Program) type driving assistance system indicates to the functional module MF7 a level of torque to add or deduct to ensure the stability of the vehicle during a driving phase on wet ground in particular.
  • the functional module MF7 then estimates a torque of the primary shaft of the gearbox.
  • the transmission calculator or TCU (for Transmission Control Unit in English) is used to manage the torque levels transmitted by the clutches.
  • the MF8 functional module performs a torque distribution between the thermal engine and the rotating electrical machine after taking into account the torque smoothing, the torque adaptation managed by the ESP system and the torque transmitted by the clutches. The MF8 module then controls the thermal engine and the rotating electrical machine accordingly.
  • the N2 supervision level controls monitor the main torque outputs of each functional module MF1-MF8, from the interpretation of the torque request by the driver to the torque applied by the torque producers 11, 15.
  • Each functional module MF1-MF8 of the torque structure is thus monitored by a corresponding MS1-MS8 supervision module to ensure that the functional module does not make a calculation error.
  • a supervision module MS1 monitors the management of the gear lever carried out by the functional module MF1.
  • the MS2 supervision module monitors the estimation of speed and torque of the torque-producing organs carried out by the functional module.
  • the MS3 supervision module monitors the determination of the torque limitations of the torque-producing organs calculated by the MF3 functional module.
  • the MS4 supervision module monitors the determination of the torque level desired by the driver based on a press on the accelerator pedal P_acc made by the MF4 functional module.
  • the MS5 supervision module monitors the torque distribution between the torque-producing organs calculated by the MF5 functional module.
  • the MS6 supervision module monitors the torque smoothing carried out by the MF6 functional module.
  • the MS7 supervision module monitors the torque estimation of the primary shaft of the gearbox carried out by the MF7 functional module.
  • the MS8 supervision module monitors the torque distribution between the thermal engine and the rotating electrical machine controlled by the MF8 functional module.
  • the MD21 module manages the diagnostics issued by the MS1-MS8 supervision modules.
  • the MD22 modules ensure the development of reconfiguration and communication cut-off requests from the engine computer.
  • the following supervision module MS(n+1) does not take as input the output of the supervision module MS(n) but the output of the functional module MF(n).
  • the existing system therefore does not allow for the detection of several consecutive torque determination errors below a detection threshold. The sum of all these errors can lead to a final torque achievement greater than the torque desired by the driver, which is likely to make the vehicle's behavior dangerous.
  • the invention aims to effectively remedy this drawback by proposing a method for monitoring the torque of a hybrid powertrain of a motor vehicle comprising at least one first torque producer, and a gearbox associated with at least one clutch and comprising at least one primary shaft and one secondary shaft intended to be connected to at least one wheel of a motor vehicle, a second torque producer, a clutch for connecting and disconnecting the first torque producer being capable of selectively connecting the first torque producer to the gearbox when said clutch is in the closed state and of isolating the first torque producer from the gearbox when said clutch is in the open state, said method comprising:
  • a step of determining an actual wheel torque taking into account a torque of the first torque producer, a torque of the second torque producer, a torque at the primary shaft, a state of the connection and disconnection clutch of the first torque producer, and a state of the gearbox clutch,
  • the invention thus makes it possible, by directly monitoring the torque at the wheel, to avoid the accumulation of small errors in the torque demand leading to a dangerous event, such as involuntary acceleration.
  • the invention also makes it possible to reduce the complexity of the system, which results in greater robustness of implementation of the method according to the invention.
  • the first torque producer being a heat engine and the second torque producer being a rotating electric machine
  • the actual wheel torque Cwr is determined by the following formula:
  • - Cmth being the torque of the thermal engine
  • - Et_K0 being a value corresponding to the state of the heat engine connection and disconnection clutch having a value of 1 when the heat engine connection and disconnection clutch is closed and 0 when the heat engine connection and disconnection clutch is open
  • Et_cl_K1/K2 corresponding to the closing state of the gearbox clutch is equal to 1 and Et_sl_K1/K2 corresponding to the slipping state of the gearbox clutch is equal to 0.
  • Et_cl_K1/K2 corresponding to the closing state of the gearbox clutch is equal to 0 and Et_sl_K1/K2 corresponding to the slipping state of the gearbox clutch is equal to 0.
  • Et_cl_K1/K2 corresponding to the closing state of the clutch of the gearbox is equal to 0 and Et_sl_K1/K2 corresponding to the slipping state of the clutch of the gearbox is equal to 1.
  • the torque of the thermal engine is estimated by an engine computer
  • the torque of the rotating electrical machine is estimated by a computer of the rotating electrical machine
  • the torque at The gearbox primary shaft level is estimated by a transmission computer.
  • the corrective event is a reconfiguration of an engine computer implementing said method.
  • the corrective event is a communication outage of an engine computer implementing said method.
  • the invention also relates to an engine calculator comprising a memory storing software instructions for implementing the method as previously defined.
  • FIG. 1 Figure 1, already described, is a high-level functional diagram of a torque management software architecture carried out by an engine computer according to the state of the art;
  • FIG. 2 Figure 2, already described, is a low-level functional diagram of a torque management software architecture carried out by an engine computer according to the state of the art;
  • FIG. 3 is a schematic representation of a powertrain implementing a method according to the invention for monitoring a torque at the wheel;
  • Figure 4 is a low-level functional diagram of a torque management software architecture performed by an engine computer according to the invention.
  • Figure 3 shows a hybrid powertrain 10 of a motor vehicle comprising a first torque producer, such as a heat engine 11 and an electric transmission device 12 mounted on a wheel set 13, in particular a front wheel set.
  • a first torque producer such as a heat engine 11
  • an electric transmission device 12 mounted on a wheel set 13, in particular a front wheel set.
  • the gearbox 16 comprises at least one primary shaft 16.1, 16.1' and one secondary shaft 16.2.
  • the gearbox 16 comprises a first primary shaft 16.1 associated with a first set of gear ratios, for example ratios 1-3-5, and connected to the clutch K1.
  • a second primary shaft 16.1' is associated with a second set of gear ratios, for example ratios 2-4-6-7, and connected to the clutch K2.
  • the secondary shaft 16.2 of the gearbox 16 is connected to the wheels via a differential and a lowering axle (not shown).
  • the KO clutch is a clutch for connecting and disconnecting the heat engine 11.
  • the KO clutch is capable of selectively connecting the heat engine 11 to the gearbox 16 when said KO clutch is in the closed state and of isolating the heat engine 11 from the gearbox 16 when said KO clutch is in the open state.
  • the KO clutch is closed and the clutches K1 and K2 are alternately closed depending on the gear engaged.
  • the KO clutch is arranged between the heat engine 11 and the rotating electrical machine 15. The insulation of the heat engine 11 from the gearbox 16 and therefore from the wheels is required in particular when the vehicle operates in a pure electric driving mode.
  • the KO clutch is associated with a flywheel 17.
  • the rotating electrical machine 15 is mounted between the clutch KO and the clutches K1, K2 for changing gears of the gearbox 16.
  • the rotating electric machine 15 can be connected to the input of the gearbox 16 via a belt or chain reduction assembly 18.
  • a first functional level N1 comprises a management module MF1 of the gear lever capable of selectively taking a position R (for “Reverse” in English) corresponding to reverse gear, a position N corresponding to the neutral position, or a position D (for “Drive” in English) corresponding to the forward gear of the vehicle.
  • the management module MF1 therefore receives as input a signal S_lv representative of the position of the gear lever.
  • a functional module MF2 makes it possible to estimate the speed and torque of the torque-producing members 11, 15.
  • a driving assistance system of the ESP type indicates to the functional module MF7 a level of torque to be added or deducted to ensure the stability of the vehicle during a driving phase on wet ground in particular.
  • the functional module MF7 estimates a torque of the primary shaft 16.1, 16.1' of the gearbox 16.
  • a transmission calculator or TCU (for "Transmission Control Unit” in English) is used to manage the torque levels transmitted by the clutches KO, K1, K2.
  • the functional module MF8 performs a torque distribution between the heat engine 11 and the rotating electric machine 15 after taking into account the torque smoothing, the torque adaptation managed by the ESP system and the torque transmitted by the clutches. The module MF8 then controls the heat engine 11 and the rotating electric machine 15 accordingly.
  • the controls of a supervision level N2 monitor the main outputs of the functional modules MF1-MF8, from the interpretation of the torque request by the driver to the torque applied by the torque producers 11, 15.
  • a supervision module MS1 monitors the management of the gear lever carried out by the functional module MF1.
  • a supervision module MS2 monitors the estimation of speed and torque of the torque-producing members 11, 15 carried out by the functional module MF2.
  • a supervision module MS3 monitors the determination of the torque limitations of the torque producing members 11, 15 calculated by the functional module MF3.
  • a supervision module MS4 monitors the determination of the torque level desired by the driver based on a press on the accelerator pedal P_acc carried out by the functional module MF4.
  • An MS5 supervision module monitors the torque distribution between the torque-producing organs calculated by the MF5 functional module.
  • An MS6 supervision module monitors the torque smoothing carried out by the MF6 functional module.
  • a supervision module MSgen determines a real wheel torque Cwr taking into account a torque of the thermal engine 11, a torque of the rotating electrical machine 15, a torque at the primary shaft 16.1, 16.1', a state of the clutch KO for connecting and disconnecting the first torque producer 11, and a state of the clutch KO, K1 of the gearbox 16.
  • Et_cl_K1/K2 corresponding to the closing state of the clutch K1, K2 of the gearbox is equal to 0 and Et_sl_K1/K2 corresponding to the slipping state of the clutch K1, K2 of the gearbox is equal to 0.
  • the torque of the thermal engine Cmth is estimated by the engine computer 21.
  • the torque of the rotating electrical machine Cmel is estimated by a computer of the rotating electrical machine 15, and the torque at the primary shaft Cprim of the gearbox 16 is estimated by a transmission computer.
  • the first torque producer 11 may be a rotating electric machine or a hydrogen engine.
  • the second torque producer 15 may be a heat engine or a hydrogen engine.

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Abstract

L'invention porte sur un procédé de supervision de couple d'un groupe motopropulseur hybride (10) de véhicule automobile comportant : - une étape de détermination d'un couple à la roue réel en tenant compte d'un couple du premier producteur de couple (11 ), d'un couple du deuxième producteur de couple (15), d'un couple au niveau de l'arbre primaire (16.1, 16.1'), d'un état de l'embrayage (KO) de connexion et de déconnexion du premier producteur de couple (11), et d'un état de l'embrayage (KO, K1 ) de la boîte de vitesses (16), - une étape de comparaison entre le couple à la roue réel et un couple à la roue demandé par le conducteur, et - une étape de déclenchement d'un évènement correctif dans le cas où un écart entre le couple à la roue réel et le couple à la roue demandé par le conducteur est supérieur à un seuil.

Description

DESCRIPTION
TITRE : PROCÉDÉ DE SUPERVISION D'UN COUPLE À LA ROUE POUR UN GROUPE MOTOPROPULSEUR
[0001] La présente invention revendique la priorité de la demande française N°2306110 déposée le 15.06.2023 dont le contenu (texte, dessins et revendications) est ici incorporé par référence.
[0002] La présente invention porte sur un procédé de supervision d’un couple à la roue pour un groupe motopropulseur. L'invention trouve une application particulièrement avantageuse avec les groupes motopropulseurs hybrides de véhicules automobiles à deux ou quatre roues motrices.
[0003] De façon connue en soi, un groupe motopropulseur hybride de véhicule automobile peut comporter différents organes producteurs de couple tel qu'une machine électrique tournante et un moteur thermique associé à une boîte de vitesses par l'intermédiaire d'un embrayage.
[0004] Comme cela est illustré sur la figure 1 , l'architecture logicielle d'un calculateur moteur est basée sur un premier niveau fonctionnel N1 mettant en œuvre des algorithmes permettant de déterminer des niveaux de couples et une répartition de couple entre les organes producteurs de couple ainsi qu'un deuxième niveau N2 de supervision configuré pour détecter des erreurs aléatoires ou systématiques effectuées au niveau fonctionnel N1 susceptibles de conduire à un événement dangereux et pour appliquer une reconfiguration pour éviter ce risque. Les niveaux N1 et N2 reçoivent en entrée EE des signaux issus d'autres calculateurs du véhicule ainsi que des signaux de capteurs.
[0005] Le premier niveau fonctionnel N1 comporte une pluralité de modules fonctionnels MF1-MF8 décrits plus en détails avec la figure 2 et un module de diagnostic MD1 apte à reconfigurer ou inhiber un module fonctionnel en cas de détection d'erreur. Les modules fonctionnels MF1-MF8 communiquent avec les calculateurs Ci des organes producteurs de couple et de la boîte de vitesses pour leur soumettre notamment des requêtes de couple et/ou de régime. [0006] Les modules fonctionnels MF1 -MF8 émettent également des requêtes à des actionneurs Ai du groupe motopropulseur, tels que des injecteurs du moteur thermique, un boîtier papillon qui gère une quantité d'air entrant dans les cylindres, ou encore un frein de parking.
[0007] Le deuxième niveau de supervision N2 comporte un module d'interface Mint apte à assurer un routage de signaux depuis les modules fonctionnels MF1- MF8 vers des modules de supervision MS1-MS8 configurés pour réaliser des calculs de diagnostics des modules fonctionnels MF1-MF8. Un module de diagnostic MD2 gère des demandes de reconfiguration et/ou de coupure de communication du calculateur moteur auprès d'un module correctif Mcor en fonction des diagnostics effectués par les modules de supervision MS1-MS8.
[0008] Un outil de diagnostic externe Oext est apte à récupérer les codes de défauts générés par le module de diagnostic MD2.
[0009] Plus précisément, comme on peut le voir sur la figure 2, le premier niveau fonctionnel N1 comporte un module de gestion MF1 du levier de vitesse apte à prendre sélectivement une position R (pour “Reverse” en anglais) correspondant à la marche arrière, une position N correspondant à la position neutre, ou une position D (pour “Drive” en anglais) correspondant à la marche avant du véhicule. Le module de gestion MF1 reçoit donc en entrée un signal S_lv représentatif de la position du levier de vitesse.
[0010] Le module fonctionnel MF2 permet d'effectuer une estimation de régime et de couple des organes producteurs de couple.
[0011] Le module fonctionnel MF3 permet de déterminer les limitations en couple des organes producteurs de couple qui seront prises en compte ultérieurement lors de la détermination de la répartition de couple entre les organes producteurs de couple.
[0012] Le module fonctionnel MF4 permet de déterminer un niveau de couple souhaité par le conducteur en fonction d'un appui sur la pédale d'accélérateur P_acc. [0013] Le module fonctionnel MF5 permet d'effectuer une répartition de couple entre les organes producteurs de couple.
[0014] Le module fonctionnel MF6 assure un lissage de couple afin d'optimiser l'agrément de conduite.
[0015] Le système d'aide à la conduite de type ESP (pour "Electronic Stability Program" en anglais) indique au module fonctionnel MF7 un niveau de couple à ajouter ou à déduire pour assurer la stabilité du véhicule lors d'une phase de roulage sur sol mouillé notamment. Le module fonctionnel MF7 estime alors un couple de l'arbre primaire de la boîte de vitesses.
[0016] Le calculateur de transmission ou TCU (pour Transmission Control Unit en anglais) permet de gérer les niveaux de couple transmis par les embrayages.
[0017] Le module fonctionnel MF8 effectue une répartition de couple entre le moteur thermique et la machine électrique tournante après prise en compte du lissage de couple, de l'adaptation de couple gérée par le système ESP et le couple transmis par les embrayages. Le module MF8 commande alors en conséquence le moteur thermique et la machine électrique tournante.
[0018] Les contrôles du niveau de supervision N2 surveillent les principales sorties de couple de chaque module fonctionnel MF1-MF8, depuis l'interprétation de la demande de couple par le conducteur jusqu'au couple appliqué par les producteurs de couple 11 , 15. Chaque module fonctionnel MF1 -MF8 de la structure du couple est ainsi surveillé par un module de supervision MS1-MS8 correspondant pour s'assurer que le module fonctionnel n'effectue pas une erreur de calcul.
[0019] Ainsi, un module de supervision MS1 surveille la gestion du levier de vitesse effectuée par le module fonctionnel MF1 .
[0020] Le module de supervision MS2 surveille l'estimation de régime et de couple des organes producteurs de couple effectuée par le module fonctionnel [0021] Le module de supervision MS3 surveille la détermination des limitations en couple des organes producteurs de couple calculées par le module fonctionnel MF3.
[0022] Le module de supervision MS4 surveille la détermination du niveau de couple souhaité par le conducteur en fonction d'un appui sur la pédale d'accélérateur P_acc effectué par le module fonctionnel MF4.
[0023] Le module de supervision MS5 surveille la répartition de couple entre les organes producteurs de couple calculée par le module fonctionnel MF5.
[0024] Le module de supervision MS6 surveille le lissage de couple effectué par le module fonctionnel MF6.
[0025] Le module de supervision MS7 surveille l'estimation de couple de l'arbre primaire de la boîte de vitesses effectuée par le module fonctionnel MF7.
[0026] Le module de supervision MS8 surveille la répartition de couple entre le moteur thermique et la machine électrique tournante pilotée par le module fonctionnel MF8.
[0027] Le module MD21 gère les diagnostics émis par les modules de supervision MS1-MS8. Les modules MD22 assurent l'élaboration des requêtes de reconfiguration et de coupure de communication du calculateur moteur.
[0028] Toutefois, une fois que la vérification a été effectuée par un module de supervision MS(n) donné, le module de supervision suivant MS(n+1 ) ne reprend pas en entrée la sortie du module de supervision MS(n) mais la sortie du module fonctionnel MF(n).
[0029] Le système existant ne permet donc pas détecter plusieurs erreurs de détermination de couple consécutives inférieures à un seuil de détection. La somme de toutes ces erreurs peut conduire à une réalisation finale de couple supérieure au couple souhaité par le conducteur, ce qui est susceptible de rendre dangereux le comportement du véhicule. [0030] L'invention vise à remédier efficacement à cet inconvénient en proposant un procédé de supervision de couple d'un groupe motopropulseur hybride de véhicule automobile comportant au moins un premier producteur de couple, et une boîte de vitesses associée à au moins un embrayage et comportant au moins un arbre primaire et un arbre secondaire destiné à être relié à au moins une roue d'un véhicule automobile, un deuxième producteur de couple, un embrayage de connexion et de déconnexion du premier producteur de couple étant apte à sélectivement connecter le premier producteur de couple à la boîte de vitesses lorsque ledit embrayage est à l'état fermé et à isoler le premier producteur de couple par rapport à la boîte de vitesses lorsque ledit embrayage est à l'état ouvert, ledit procédé comportant:
- une étape de détermination d'un couple à la roue réel en tenant compte d’un couple du premier producteur de couple, d’un couple du deuxième producteur de couple, d'un couple au niveau de l'arbre primaire, d’un état de l’embrayage de connexion et de déconnexion du premier producteur de couple, et d'un état de l'embrayage de la boîte de vitesses,
- une étape de comparaison entre le couple à la roue réel et un couple à la roue demandé par le conducteur, et
- une étape de déclenchement d'un évènement correctif dans le cas où un écart entre le couple à la roue réel et le couple à la roue demandé par le conducteur est supérieur à un seuil.
[0031] L'invention permet ainsi, en supervisant directement le couple à la roue, d’éviter l'accumulation de petites erreurs dans la demande de couple conduisant à un événement dangereux, tel qu'une accélération involontaire. L’invention permet également de réduire la complexité du système, ce qui se traduit par une plus grande robustesse de mise en œuvre du procédé selon l'invention.
[0032] Selon une mise en œuvre de l'invention, le premier producteur de couple étant un moteur thermique et le deuxième producteur de couple étant une machine électrique tournante, le couple à la roue réel Cwr est déterminé par la formule suivante:
Cwr=((Cmth*Et_K0 + Cmel)* Et_cl_K1/K2+ Cprim*Et_sl_K1/K2)
- Cmth étant le couple du moteur thermique, - Et_K0 étant une valeur correspondant à l'état de l'embrayage de connexion et de déconnexion du moteur thermique valant 1 lorsque l'embrayage de connexion et de déconnexion du moteur thermique est fermé et 0 lorsque l'embrayage de connexion et de déconnexion du moteur thermique est ouvert,
- Cmel étant le couple de la machine électrique tournante,
- Et_cl_K1/K2 correspondant à l'état de fermeture de l'embrayage de la boîte de vitesses valant 1 lorsque l'embrayage de la boîte de vitesses est fermé et 0 lorsque l'embrayage de la boîte de vitesses est ouvert,
- Cprim étant le couple au niveau de l'arbre primaire de la boîte de vitesses,
- Et_sl_K1/K2 correspondant à l'état de glissement de l'embrayage de la boîte de vitesses valant 1 lorsque l'embrayage de la boîte de vitesses est glissant et 0 lorsque l'embrayage de la boîte de vitesse est ouvert ou fermé.
[0033] Selon une mise en œuvre de l'invention, dans le cas où l'embrayage de la boîte de vitesses est fermé, alors Et_cl_K1/K2 correspondant à l'état de fermeture de l'embrayage de la boîte de vitesses vaut 1 et Et_sl_K1/K2 correspondant à l'état de glissement de l'embrayage de la boîte de vitesses vaut 0.
[0034] Selon une mise en œuvre de l'invention, dans le cas où l'embrayage de la boîte de vitesses est ouvert, alors Et_cl_K1/K2 correspondant à l'état de fermeture de l'embrayage de la boîte de vitesses vaut 0 et Et_sl_K1/K2 correspondant à l'état de glissement de l'embrayage de la boîte de vitesses vaut 0.
[0035] Selon une mise en œuvre de l'invention, dans le cas où l'embrayage de la boîte de vitesses est glissant, alors Et_cl_K1/K2 correspondant à l'état de fermeture de l'embrayage de la boîte de vitesses vaut 0 et Et_sl_K1/K2 correspondant à l'état de glissement de l'embrayage de la boîte de vitesses vaut 1.
[0036] Selon une mise en œuvre de l'invention, le couple du moteur thermique est estimé par un calculateur moteur, le couple de la machine électrique tournante est estimé par un calculateur de la machine électrique tournante, et le couple au niveau de l'arbre primaire de la boîte de vitesses est estimé par un calculateur de transmission.
[0037] Selon une mise en œuvre de l'invention, l’événement correctif est une reconfiguration d’un calculateur moteur mettant en œuvre ledit procédé.
[0038] Selon une mise en œuvre de l'invention, l’événement correctif est une coupure de communication d’un calculateur moteur mettant en œuvre ledit procédé.
[0039] L'invention a également pour objet un calculateur moteur comportant une mémoire stockant des instructions logicielles pour la mise en œuvre du procédé tel que précédemment défini.
[0040] L'invention concerne en outre un véhicule automobile comportant un calculateur moteur tel que précédemment défini.
[0041] L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l’examen des figures qui l’accompagnent. Ces figures ne sont données qu’à titre illustratif mais nullement limitatif de l’invention.
[0042] [Fig. 1] La figure 1 , déjà décrite, est un diagramme fonctionnel haut niveau d'une architecture logicielle de gestion de couple effectuée par un calculateur moteur selon l'état de la technique ;
[0043] [Fig. 2] La figure 2, déjà décrite, est un diagramme fonctionnel bas niveau d'une architecture logicielle de gestion de couple effectuée par un calculateur moteur selon l'état de la technique ;
[0044] [Fig. 3] La figure 3 est une représentation schématique d’un groupe motopropulseur mettant en œuvre un procédé selon l’invention de supervision d'un couple à la roue;
[0045] [Fig. 4] La figure 4 est un diagramme fonctionnel bas niveau d'une architecture logicielle de gestion de couple effectuée par un calculateur moteur selon l'invention. [0046] La figure 3 montre un groupe motopropulseur hybride 10 de véhicule automobile comportant un premier producteur de couple, tel qu'un moteur thermique 11 et un dispositif de transmission électrique 12 montés sur un train de roues 13, notamment un train de roues avant.
[0047] Le dispositif de transmission électrique 12 comporte un deuxième producteur de couple, tel qu'une machine électrique tournante 15 et une boîte de vitesses 16 à double embrayages comportant deux embrayages K1 , K2 de changement de rapport de vitesse. La machine électrique tournante 15 est disposée en entrée de la boîte de vitesses 16 à double embrayages.
[0048] La boîte de vitesses 16 comporte au moins un arbre primaire 16.1 , 16.1 ' et un arbre secondaire 16.2. En l'occurrence, la boîte de vitesses 16 comporte un premier arbre primaire 16.1 associé à un premier jeu de rapports de vitesses, par exemple les rapports 1-3-5, et relié à l'embrayage K1. Un deuxième arbre primaire 16.1' est associé à un deuxième jeu de rapports de vitesse, par exemple les rapports 2-4-6-7, et relié à l'embrayage K2. L'arbre secondaire 16.2 de la boîte de vitesses 16 est relié aux roues par l'intermédiaire d'un différentiel et d'une descente de pont (non représentés).
[0049] L'embrayage KO est un embrayage de connexion et de déconnexion du moteur thermique 11 . L'embrayage KO est apte à sélectivement connecter le moteur thermique 11 à la boîte de vitesses 16 lorsque ledit embrayage KO est à l'état fermé et à isoler le moteur thermique 11 par rapport à la boîte de vitesses 16 lorsque ledit embrayage KO est à l'état ouvert. Lorsqu’un couple du moteur thermique 11 est transmis aux roues, l’embrayage KO est fermé et les embrayages K1 et K2 sont alternativement fermés en fonction du rapport engagé. A cet effet, l'embrayage KO est disposé entre le moteur thermique 11 et la machine électrique tournante 15. L'isolation du moteur thermique 11 par rapport à la boîte de vitesses 16 et donc par rapport aux roues est requise notamment lorsque le véhicule fonctionne dans un mode de roulage électrique pur. L'embrayage KO est associé à un volant d'inertie 17.
[0050] La machine électrique tournante 15 est montée entre l'embrayage KO et les embrayages K1 , K2 de changement de rapport de la boîte de vitesses 16. La machine électrique tournante 15 peut être connectée à l'entrée de la boîte de vitesses 16 par l'intermédiaire d'un ensemble réducteur 18 à courroie ou à chaîne.
[0051] La machine électrique tournante 15 est apte à transformer une énergie électrique issue d'une batterie de traction 19 en une énergie mécanique pour assurer une traction du véhicule en fournissant un couple aux roues du véhicule. La machine électrique tournante 15 est également apte à fonctionner dans un mode générateur dans lequel la machine électrique tournante 15 transforme une énergie mécanique en une énergie électrique permettant de recharger la batterie de traction 19, notamment lors d'une phase de freinage récupératif.
[0052] Un calculateur moteur 21 assure une supervision du couple à la roue via un module de supervision MSgen expliqué plus en détails ci-après. Le calculateur moteur 21 comporte une mémoire stockant des instructions logicielles pour la mise en œuvre du procédé de supervision du couple à la roue selon l'invention.
[0053] Le calculateur moteur 21 est apte à piloter en couple le moteur 11 , la machine électrique 15, ainsi que les embrayages KO, K1 et K2. La figure 4 est un diagramme fonctionnel bas niveau d'une architecture logicielle de gestion de couple effectuée par le calculateur moteur 21 .
[0054] Un premier niveau fonctionnel N1 comporte un module de gestion MF1 du levier de vitesse apte à prendre sélectivement une position R (pour “Reverse” en anglais) correspondant à la marche arrière, une position N correspondant à la position neutre, ou une position D (pour “Drive” en anglais) correspondant à la marche avant du véhicule. Le module de gestion MF1 reçoit donc en entrée un signal S_lv représentatif de la position du levier de vitesse.
[0055] Un module fonctionnel MF2 permet d'effectuer une estimation de régime et de couple des organes producteurs de couple 11 , 15.
[0056] Un module fonctionnel MF3 permet de déterminer les limitations en couple des organes producteurs de couple 11 , 15 qui seront prises en compte ultérieurement lors de la détermination de la répartition de couple entre les organes producteurs de couple 11 , 15.
[0057] Un module fonctionnel MF4 permet de déterminer un niveau de couple souhaité par le conducteur en fonction d'un appui sur la pédale d'accélérateur P_acc.
[0058] Un module fonctionnel MF5 permet d'effectuer une répartition de couple entre les organes producteurs de couple 11 , 15.
[0059] Un module fonctionnel MF6 assure un lissage de couple afin d'optimiser l'agrément de conduite.
[0060] Un système d'aide à la conduite de type ESP (pour "Electronic Stability Program" en anglais) indique au module fonctionnel MF7 un niveau de couple à ajouter ou à déduire pour assurer la stabilité du véhicule lors d'une phase de roulage sur sol mouillé notamment. Le module fonctionnel MF7 estime alors un couple de l'arbre primaire 16.1 , 16.1' de la boîte de vitesses 16.
[0061] Un calculateur de transmission ou TCU (pour "Transmission Control Unit" en anglais) permet de gérer les niveaux de couple transmis par les embrayages KO, K1 , K2.
[0062] Le module fonctionnel MF8 effectue une répartition de couple entre le moteur thermique 11 et la machine électrique tournante 15 après prise en compte du lissage de couple, de l'adaptation de couple gérée par le système ESP et le couple transmis par les embrayages. Le module MF8 commande alors en conséquence le moteur thermique 11 et la machine électrique tournante 15.
[0063] Les contrôles d'un niveau de supervision N2 surveillent les principales sorties des modules fonctionnels MF1-MF8, depuis l'interprétation de la demande de couple par le conducteur jusqu'au couple appliqué par les producteurs de couple 11 , 15.
[0064] En l'occurrence, un module de supervision MS1 surveille la gestion du levier de vitesse effectuée par le module fonctionnel MF1 . [0065] Un module de supervision MS2 surveille l'estimation de régime et de couple des organes producteurs de couple 11 , 15 effectuée par le module fonctionnel MF2.
[0066] Un module de supervision MS3 surveille la détermination des limitations en couple des organes producteurs de couple 11 , 15 calculées par le module fonctionnel MF3.
[0067] Un module de supervision MS4 surveille la détermination du niveau de couple souhaité par le conducteur en fonction d'un appui sur la pédale d'accélérateur P_acc effectuée par le module fonctionnel MF4
[0068] Un module de supervision MS5 surveille la répartition de couple entre les organes producteurs de couple calculée par le module fonctionnel MF5.
[0069] Un module de supervision MS6 surveille le lissage de couple effectué par le module fonctionnel MF6.
[0070] Un module de supervision MSgen détermine un couple à la roue réel Cwr en tenant compte d’un couple du moteur thermique 11 , d’un couple de la machine électrique tournante 15, d'un couple au niveau de l'arbre primaire 16.1 , 16.1', d’un état de l’embrayage KO de connexion et de déconnexion du premier producteur de couple 11 , et d'un état de l'embrayage KO, K1 de la boîte de vitesses 16.
[0071] Le module MSgen compare le couple à la roue réel Cwr avec un couple à la roue demandé par le conducteur Cwd.
[0072] Le module MSgen déclenche un évènement correctif dans le cas où un écart entre le couple à la roue réel Cwr et le couple à la roue demandé par le conducteur Cwd est supérieur à un seuil. L’événement correctif peut être une reconfiguration du calculateur moteur 21 ou une coupure de communication du calculateur moteur 21 avec les composants du groupe motopropulseur 10.
[0073] De préférence, le couple à la roue réel Cwr est déterminé par la formule suivante: Cwr=((Cmth*Et_K0 + Cmel)* Et_cl_K1/K2+ Cprim*Et_sl_K1/K2)
- Cmth étant le couple du moteur thermique,
- Et_K0 étant une valeur correspondant à l'état de l'embrayage KO de connexion et de déconnexion du moteur thermique 11 valant 1 lorsque l'embrayage est fermé et 0 lorsque l'embrayage est ouvert,
- Cmel étant le couple de la machine électrique tournante 15,
- Et_cl_K1/K2 correspondant à l'état de fermeture de l'embrayage K1 , K2 de la boîte de vitesse valant 1 lorsque l'embrayage K1 , K2 est fermé et 0 lorsque l'embrayage K1 , K2 est ouvert,
- Cprim étant le couple au niveau de l'arbre primaire 16.1 , 16.1 ' de la boîte de vitesses 16,
- Et_sl_K1/K2 correspondant à l'état de glissement de l'embrayage K1 , K2 de la boîte de vitesses valant 1 lorsque l'embrayage K1 , K2 est glissant et 0 lorsque l'embrayage K1 , K2 est ouvert ou fermé.
[0074] Dans le cas où l'embrayage K1 , K2 de la boîte de vitesses est fermé Et_cl_K1/K2 correspondant à l'état de fermeture de l'embrayage K1 , K2 de la boîte de vitesses vaut 1 et Et_sl_K1/K2 correspondant à l'état de glissement de l'embrayage K1 , K2 de la boîte de vitesses vaut 0.
[0075] Dans le cas où l'embrayage K1 , K2 de la boîte de vitesses est ouvert, Et_cl_K1/K2 correspondant à l'état de fermeture de l'embrayage K1 , K2 de la boîte de vitesses vaut 0 et Et_sl_K1/K2 correspondant à l'état de glissement de l'embrayage K1 , K2 de la boîte de vitesses vaut 0.
[0076] Dans le cas où l'embrayage K1 , K2 de la boîte de vitesses est glissant Et_cl_K1/K2 correspondant à l'état de fermeture de l'embrayage K1 , K2 de la boîte de vitesses 16 vaut 0 et Et_sl_K1/K2 correspondant à l'état de glissement de l'embrayage K1 , K2 de la boîte de vitesses vaut 1 .
[0077] Avantageusement, le couple du moteur thermique Cmth est estimé par le calculateur moteur 21 . Le couple de la machine électrique tournante Cmel est estimé par un calculateur de la machine électrique tournante 15, et le couple au niveau de l'arbre primaire Cprim de la boîte de vitesses 16 est estimé par un calculateur de transmission. [0078] En variante, le premier producteur de couple 11 peut être une machine électrique tournante ou un moteur à hydrogène. En variante, le deuxième producteur de couple 15 peut être un moteur thermique ou un moteur à hydrogène.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de supervision de couple d'un groupe motopropulseur hybride (10) de véhicule automobile comportant au moins un premier producteur de couple
(11 ), et une boîte de vitesses (16) associée à au moins un embrayage (K1 , K2) et comportant au moins un arbre primaire (16.1 , 16.1 ') et un arbre secondaire (16.2) destiné à être relié à au moins une roue d'un véhicule automobile, un deuxième producteur de couple (15), un embrayage (KO) de connexion et de déconnexion du premier producteur de couple (11 ) étant apte à sélectivement connecter le premier producteur de couple (11 ) à la boîte de vitesses (16) lorsque ledit embrayage (KO) est à l'état fermé et à isoler le premier producteur de couple (11 ) par rapport à la boîte de vitesses (16) lorsque ledit embrayage (KO) est à l'état ouvert, caractérisé en ce que ledit procédé comportant:
- une étape de détermination d'un couple à la roue réel (Cwr) en tenant compte d’un couple du premier producteur de couple (11 ), d’un couple du deuxième producteur de couple (15), d'un couple au niveau de l'arbre primaire (16.1 , 16.1 '), d’un état de l’embrayage (KO) de connexion et de déconnexion du premier producteur de couple (11 ), et d'un état de l'embrayage (KO, K1 ) de la boîte de vitesses (16),
- une étape de comparaison entre le couple à la roue réel (Cwr) et un couple à la roue demandé par le conducteur (Cwd), et
- une étape de déclenchement d'un évènement correctif dans le cas où un écart entre le couple à la roue réel (Cwr) et le couple à la roue demandé par le conducteur (Cwd) est supérieur à un seuil.
2. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le premier producteur de couple (11 ) étant un moteur thermique et le deuxième producteur de couple (15) étant une machine électrique tournante, le couple à la roue réel Cwr est déterminé par la formule suivante:
Cwr=((Cmth*Et_K0 + Cmel)* Et_cl_K1/K2+ Cprim*Et_sl_K1/K2)
- Cmth étant le couple du moteur thermique,
- Et_K0 étant une valeur correspondant à l'état de l'embrayage (KO) de connexion et de déconnexion du moteur thermique (11 ) valant 1 lorsque l'embrayage (KO) de connexion et de déconnexion du moteur thermique est fermé et 0 lorsque l'embrayage (KO) de connexion et de déconnexion du moteur thermique est ouvert,
- Cmel étant le couple de la machine électrique tournante (15),
- Et_cl_K1/K2 correspondant à l'état de fermeture de l'embrayage (K1 , K2) de la boîte de vitesses valant 1 lorsque l'embrayage (K1 , K2) de la boîte de vitesses est fermé et 0 lorsque l'embrayage (K1 , K2) de la boîte de vitesses est ouvert,
- Cprim étant le couple au niveau de l'arbre primaire (16.1 , 16.1') de la boîte de vitesses (16),
- Et_sl_K1/K2 correspondant à l'état de glissement de l'embrayage (K1 , K2) de la boîte de vitesses valant 1 lorsque l'embrayage (K1 , K2) de la boîte de vitesses est glissant et 0 lorsque l'embrayage (K1 , K2) de la boîte de vitesses est ouvert ou fermé.
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que dans le cas où l'embrayage (K1 , K2) de la boîte de vitesses est fermé, alors Et_cl_K1/K2 correspondant à l'état de fermeture de l'embrayage (K1 , K2) de la boîte de vitesses vaut 1 et Et_sl_K1/K2 correspondant à l'état de glissement de l'embrayage (K1 , K2) de la boîte de vitesses vaut 0.
4. Procédé selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que dans le cas où l'embrayage (K1 , K2) de la boîte de vitesses est ouvert, alors Et_cl_K1/K2 correspondant à l'état de fermeture de l'embrayage (K1 , K2) de la boîte de vitesses vaut 0 et Et_sl_K1/K2 correspondant à l'état de glissement de l'embrayage (K1 , K2) de la boîte de vitesses vaut 0.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que dans le cas où l'embrayage (K1 , K2) de la boîte de vitesses est glissant, alors Et_cl_K1/K2 correspondant à l'état de fermeture de l'embrayage (K1 , K2) de la boîte de vitesses vaut 0 et Et_sl_K1/K2 correspondant à l'état de glissement de l'embrayage (K1 , K2) de la boîte de vitesses vaut 1 .
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que le couple du moteur thermique (Cmth) est estimé par un calculateur moteur (21 ), le couple de la machine électrique tournante (Cmel) est estimé par un calculateur de la machine électrique tournante (15), et le couple au niveau de l'arbre primaire (Cprim) de la boîte de vitesses (16) est estimé par un calculateur de transmission.
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l’événement correctif est une reconfiguration d’un calculateur moteur (21 ) mettant en œuvre ledit procédé.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l’événement correctif est une coupure de communication d’un calculateur moteur (21) mettant en œuvre ledit procédé.
9. Calculateur moteur (21 ) comportant une mémoire stockant des instructions logicielles pour la mise en œuvre du procédé défini selon l’une quelconque des revendications précédentes.
10. Véhicule automobile comportant un calculateur moteur (21 ) défini selon la revendication précédente.
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